鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)2

1、目 錄1 設(shè)計(jì)資料：12 結(jié)構(gòu)形式與選型13 荷載計(jì)算34. 內(nèi)力計(jì)算35桿件設(shè)計(jì)55.1 上弦桿55.2 下弦桿65.3 端斜桿75.4 支座豎桿75.5 斜腹桿86 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)116.1 下弦節(jié)點(diǎn)“c”設(shè)計(jì)116.3 屋脊節(jié)點(diǎn)“”136.4 下弦中央節(jié)點(diǎn)“”。146.5 支座節(jié)點(diǎn)“”157附屋架施工圖一張。171 設(shè)計(jì)資料：1、 廠房柱網(wǎng)布置：長度90m ；柱距6m ；跨度18m2、 屋面坡度：1：103、 屋面材料：預(yù)應(yīng)力大型屋面板4、 荷載1） 靜載：屋架及支撐自重:屋面三氈四油防水層 ；水泥砂漿找平層;大型屋面板自重；保溫層；一氈三油隔氣層；水泥砂漿找平層。2） 活載：屋面雪荷載；施工

2、荷載；積灰荷載；5、 材質(zhì) 鋼，焊條型，手工焊。2 結(jié)構(gòu)形式與選型屋架形式及幾何尺寸如圖所示根據(jù)廠房長度(90m>60m)、跨度及荷載情況，設(shè)置上弦橫向水平支撐3道，下弦由于由于廠房有較大振動(dòng)，故其支撐和上弦相同。梯形鋼屋架支撐布置如圖所示：3 荷載計(jì)算活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取。荷載計(jì)算表荷載名稱標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)值預(yù)應(yīng)力混凝土大面板自重屋架及支撐自重屋面防水層水泥沙漿找平層保溫層隔氣層水泥沙漿找平層永久荷載總和施工活荷載積灰荷載可變荷載總和荷載組合方法：1、全跨永久荷載全跨可變荷載2、全跨永久荷載半跨可變荷載3、全跨屋架（包括支撐）自重半跨屋面板自重半跨屋面活荷載4. 內(nèi)力計(jì)算計(jì)算簡圖如下屋架構(gòu)件內(nèi)力組

3、合表?xiàng)U件名稱桿件編號(hào)單位荷載 F1恒載作用（KN/m²）活載（KN/m²）2.38桿件內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力在左在右全跨全部恒載4.222屋架支撐0.382大型屋面板1.74在左在右全部組合一組合二組合三在左在右全部上弦桿AB0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 BC-4.37 -1.85 -6.22 -26.26 -2.73-7.61-3.22 -10.82 -10.40 -4.40 -14.81 -369.63 -329.94 -186.66 -369.63 CD-4.

4、37 -1.85 -6.22 -26.26-2.73 -7.61 -3.22 -10.82 -10.4 -4.40 -14.81-369.63 -329.94 -186.66 -369.63 DE-5.64 -3.36 -8.99 -37.96 -3.43 -9.81-5.84 -15.65 -13.41 -7.99 -21.40 -534.24-462.33 -239.85 -534.24 EF-5.64-3.36-8.99 -37.96-3.43-9.81-5.84-15.65-13.41-7.99-21.40-534.24-462.33-239.85-534.24FG-4.55 -4.5

5、5 -9.10 -38.43 -3.47 -7.92 -7.92 -15.84 -10.83 -10.83 -21.66 -540.81 -443.34 -199.98 -540.81 下弦桿ac2.54 0.93 3.47 14.651.32 4.41 1.62 6.04 6.04 2.22 8.26 206.19 186.21 105.93 206.19 ce5.33 2.647.96 33.61 3.04 9.27 4.59 13.85 12.67 6.2818.95 473.04 416.52 224.82 473.04 eg5.31 3.97 9.28 39.17 3.54 9.24

6、 6.90 16.15 12.64 9.44 22.08 551.25 466.29 228.78551.25 斜腹桿aB-4.75 -1.75 -6.50 -27.45 -2.48 -8.27 -3.04 -11.31 -11.31 -4.16 -15.47 -386.28 -348.84 -198.54 -386.28Bc3.16 1.584.74 20.00 1.81 5.49 2.75 8.25 7.52 3.76 11.28 281.52 247.68 133.38281.52 cD-1.86 -1.52 -3.38-14.28 -1.29 -3.24 -2.64 -5.88-4.4

7、3 -3.62 -8.05 -200.97 -168.39 -80.64-200.9 De0.54 1.34 1.887.95 0.720.942.34 3.281.29 3.20 4.48 111.87 100.35 56.34 111.87 eF0.62 -1.31 -0.69 -2.91 -0.26 1.07 -2.27 -1.20 1.46-3.11-1.64 -40.95 -54.18 20.43-54.1820.43 Fg-1.63 1.17-0.462 -1.95 -0.18 -2.84 2.04 -0.80 -3.882.78 -1.10 -27.45 -52.47 41.76

8、 -52.4741.76 豎桿Aa-0.50 0.00 -0.50 -2.11 -0.19-0.87 0.00 -0.87 -1.190.00 -1.19 -29.70 -29.70 -20.25 -29.70Cc-1.00 0.00-1.00 -4.22 -0.38-1.74 0.00-1.74 -2.380.00 -2.38 -59.40 -59.40 -40.50 -59.40Ee-1.00 0.00 -1.00 -4.22 -0.38-1.74 0.00 -1.74-2.38 0.00 -2.38 -59.40 -59.40 -40.50 -59.40 Gg0.41 0.41 0.81

9、 3.43 0.31 0.71 0.71 1.41 0.97 0.971.93 48.2439.6017.9148.24注：桿eF和桿Fg內(nèi)力變號(hào)，“+”為拉力，“-”為壓力。5桿件設(shè)計(jì)5.1 上弦桿整個(gè)上弦采用等截面，按FG桿件的最大設(shè)計(jì)內(nèi)力設(shè)計(jì)，即。上弦桿計(jì)算長度：在屋架平面內(nèi)：。在屋架平面外，根據(jù)支撐和內(nèi)力變化情況，取。上弦截面選用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相并。腹桿最大內(nèi)力；中間節(jié)點(diǎn)板厚度選用。支座節(jié)點(diǎn)板厚度選用。設(shè)，截面需要回轉(zhuǎn)半徑：；按類截面查表得時(shí)，需要截面面積：查表選用截面2，截面供給：。驗(yàn)算整體穩(wěn)定性：對(duì)于軸心受壓桿：。，按，查所選截面合適。截面如圖所示：5.2 下弦桿整個(gè)下弦采用

10、等截面，按下弦的最大設(shè)計(jì)內(nèi)力設(shè)計(jì)，即。下弦桿計(jì)算長度：在屋架平面內(nèi)：。在屋架平面外，根據(jù)下弦支撐和內(nèi)力變化情況，取。需要截面面積為。查表選用截面2，長肢相連。截面供給：。驗(yàn)算整體穩(wěn)定性： ，。所選截面合適。截面如圖所示：5.3 端斜桿桿件軸力。因?yàn)?，故采用不等肢角鋼，長肢相并，使。設(shè)，截面需要回轉(zhuǎn)半徑：；按類截面查表得時(shí)，需要截面面積：查表選用截面2，截面供給：。驗(yàn)算整體穩(wěn)定性：對(duì)于軸心受壓桿：。，按，查所選截面合適。截面尺寸形式如圖所示：5.4 支座豎桿桿件軸力。因?yàn)?，故采用不等肢角鋼，長肢相并，使。設(shè)，截面需要回轉(zhuǎn)半徑：；按類截面查表得時(shí)，需要截面面積：查表選用截面2，截面供給：。驗(yàn)算整體

11、穩(wěn)定性：對(duì)于軸心受壓桿：。，按，查所選截面合適。由于截面面積較小，考慮規(guī)范要求決定選用2。截面形式如圖所示：5.5 斜腹桿桿件軸力：壓應(yīng)力。拉應(yīng)力。計(jì)算長度：。采用兩等肢角鋼， 設(shè)，截面需要回轉(zhuǎn)半徑：；，按類截面查表得時(shí)，需要截面面積：查表選用截面2，截面供給：。驗(yàn)算整體穩(wěn)定性：對(duì)于軸心受壓桿：。，按，查壓應(yīng)力：拉應(yīng)力：所選截面合適。由于截面面積較小，考慮規(guī)范要求決定選用2所選截面合適。截面尺寸形式如圖所示：其余各桿件截面選擇計(jì)算過程不一一列出，其計(jì)算結(jié)果列于下表屋架桿件截面選擇表：桿件名稱桿件編號(hào)內(nèi)力（KN）計(jì)算長度cm截面規(guī)格截面面積（cm²）回轉(zhuǎn)半徑（cm）長細(xì)比容許長細(xì)比穩(wěn)定

12、系數(shù)計(jì)算應(yīng)力上弦FG-540.81150.8301.521 25×80×728.1922.36.0465.5449.921500.776247下弦ab551.253003002 75×50×818.934 2.35 2.27127.7 132.2 350291.1斜腹桿aB-386.28 2532532 100×80×621.2743.17 3.44 79.8 73.51500.689263.5Bc281.52 209.04261.32 63×40×59.986 2.00 1.83 105 143 350282 c

13、D-200.9229.12286.42 75×514.8242.33 3.4598.383 150 0.566 239De111.87229.12286.42 45×35.318 1.40 2.22 163.7 129 350 210.4 eF-54.18 249.92312.42 56×36.686 1.75 2.64143 118150 0.334 242.6Fg-52.47 249.92312.42 56×36.686 1.75 2.64 143118 150 0.334235豎桿Aa-29.71991992 56×36×35.

14、4861.8 1.66111120 150 0.437 124 Cc-59.4 183.22292 50×35.942 1.55 2.41 118.2 95150 0.447 223.6 Ee-59.4207.22592 50×47.758 1.54 2.43 134.5106.6 150 0.368 208.1 Gd48.24231.2289245×35.318 1.402.22165.1130.2350 90.7為了方便施工，腹桿種類不宜超過4種，且考慮規(guī)范要求：鋼結(jié)構(gòu)中受力構(gòu)件及其連接中不宜采用截面積小于?，F(xiàn)根據(jù)計(jì)算出來的截面，將腹桿截面類型統(tǒng)一：腹桿名稱原

15、選現(xiàn)選aB2 100×80×62 100×80×6Bc2 63×40×52 63×40×5cD2 75×52 75×5De2 45×32 56×4eF2 56×32 56×4Fg2 56×32 56×4Aa2 56×36×32 63×40×5Cc2 50×32 56×4Ee2 50×42 56×4Gg245×32 56×46 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)6.

16、1 下弦節(jié)點(diǎn)“c”設(shè)計(jì)用E50型焊條角焊縫的抗拉和抗壓、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值“”桿所需焊縫長度：設(shè)“”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需焊縫長度：肢背：，取，合適。肢尖：取，取合適?！啊睏U所需焊縫長度：設(shè)“”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需焊縫長度：肢背：，取取合適。肢尖：取取合適?！啊睏U所需焊縫長度：由于“”桿的內(nèi)力，很小，按構(gòu)造規(guī)定取。節(jié)點(diǎn)板尺寸為：，節(jié)點(diǎn)板與下弦連接焊縫厚度取，焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差，由于所以取焊縫計(jì)算長度為。受力較大的肢背處的焊縫應(yīng)力為：，各尺寸如圖所示：6.2上弦節(jié)點(diǎn)“”設(shè)計(jì)“”桿所需焊縫長度：設(shè)“”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需焊縫長度：肢背：，取取合適。肢尖：取取合適。為了方

17、便在上弦上擱置屋面板，節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背用塞焊縫把上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來，這時(shí)設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)乘以0.8的折減系數(shù)，計(jì)算時(shí)假定集中荷載與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力為：上弦肢背角焊縫內(nèi)的剪應(yīng)力為：各尺寸如圖所示：6.3 屋脊節(jié)點(diǎn)“”弦桿采用同號(hào)角鋼進(jìn)行拼接，為使拼接角鋼與弦桿之間能夠緊密結(jié)合，并便于施焊，需將拼接角鋼的尖角削去，且截去垂直肢的一部分寬度，設(shè)拼接角鋼與受拉弦桿之間的角焊縫，則所需焊縫計(jì)算長度為（一條焊縫）：拼接角鋼長度上弦與節(jié)點(diǎn)板之間的槽焊縫，假定承受節(jié)點(diǎn)荷載，演算如下：設(shè)“”桿的肢背和肢尖焊縫為和。所需的焊縫長度為：肢背：，取。肢尖：，取。驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)板強(qiáng)度：上弦與節(jié)點(diǎn)板

18、焊縫長度為，則：上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的計(jì)算。焊縫應(yīng)力為：各尺寸如圖所示：6.4 下弦中央節(jié)點(diǎn)“”。和 桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫長度計(jì)算：設(shè)桿的肢尖和肢背焊縫，則所需焊縫長度為：肢背：，。小于構(gòu)造要求長度，取。肢尖：，。小于構(gòu)造要求長度，取。 下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算：由于，所以此焊縫按構(gòu)造配置：取。豎桿“”與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算：“”的內(nèi)力為，設(shè)肢背和肢尖焊縫，則所需焊縫長度:肢背：，。小于構(gòu)造要求長度，取。肢尖按構(gòu)造配置，取。 求拼接角鋼的總長度：取。6.5 支座節(jié)點(diǎn)“”為了便于施焊，下弦桿與支座底板的距離取。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點(diǎn)板的高度相等，厚度為。 支座底板的計(jì)算支座反力：支座底板的平面尺寸取為，如果僅考慮有加勁肋的部分底板承受支座反力，則承壓面積為：驗(yàn)算柱頂混凝土的